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MECANICA DE SUELOS I
INTRODUCCION
El presente informe trata del ensayo de laboratorio que realizamos nuestro grupo
sobre el peso volumétrico en los suelos. Esta propiedad física del suelo es de gran
utilidad en la construcción civil y se obtiene de una manera sencilla a al cual tuvimos
acceso ya que contamos con un laboratorio de mecánica suelos bien implementado
para los mismos; el método que utilizamos es el tradicional el de determinación del
peso volumétrico del suelo en laboratorio, por medio del uso de la parafina, donde el
peso volumétrico del suelo es la relación entre el peso de la muestra y su volumen.
La importancia del peso volumétrico que presenta un suelo representa una de las
características más importantes para explicar el comportamiento de este
(especialmente en aquellos de textura más fina), como por ejemplo cambios de
volumen, cohesión, estabilidad mecánica.
MECANICA DE SUELOS I
ENSAYO NUMERO 7
CLASIFICACIÓN DEL SUELO
MECANICA DE SUELOS I
1. MARCO TEÓRICO
La determinación y cuantificación de las diferentes propiedades de un suelo,
efectuadas mediante los ensayos vistos en los anteriores trabajos realizados,
tienen como objetivo ultimo el establecimiento de una división sistemática de
los diferentes tipos de suelos existentes atendiendo a la similitud de sus
caracteres físicos y sus propiedades geo mecánicas.
Una adecuada y rigurosa clasificación permite al ingeniero tener una primera
idea acerca del comportamiento que se espera de un suelo como cimiento del
firme, a partir de propiedades de sencilla determinación; normalmente, suele
ser suficiente conocer la granulometría y plasticidad de un suelo para predecir
su comportamiento mecánico.
De las múltiples clasificaciones del suelo, veremos 2 tipos de clasificación del
suelo las cuales se mencionaran a continuación:
1.1 SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS SUCS
Inicialmente se tienen suelos granulares o finos, según se distribuye el material que pasa el tamiz de 3’’ = 75 mm; el suelo es fino cuando más del 50% pasa el T#200, si no, es granular. a. Los suelos granulares se designan con estos símbolos Prefijos
G Grava El 50% o más es retenido en el T4
S Arena Sí más del 50% pasa el T4
Sufijos
W bien gradado P mal gradado Depende del Cu y Cc
M Limoso C Arcilloso Depende de WL y el IP
Si menos del 5% pasa el T200, los sufijos son W o P, según los valores de Cu y Cc. Si más del 12% pasa el T# 200, los sufijos son M o C, dependiendo de WL e IP. Si el porcentaje de finos está entre el 5% y el 12%, se utilizan sufijos dobles (clase intermedia).
b. Los suelos finos se designan con estos símbolos.
Prefijos Sufijos
Esta clasificación está basada sólo en los límites de Atterberg para la fracción que pasa el T40, y se obtiene a partir de la llamada CARTA DE PLASTICIDAD así:
MECANICA DE SUELOS I
GRUPO NOMBRES TÍPICOS DEL MATERIAL
GW: Grava bien gradada, mezclas gravosas, poco o ningún fino. GP: Grava mal gradada, mezclas grava – arena, poco o ningún fino. GM: Grava limosa, mezclas grava, arena, limo. GC: Grava arcillosa, mezclas gravo – arena arcillosas. SW: Arena bien gradada. SP: Arena mal gradada, arenas gravosas, poco o ningún fino. SM: Arenas limosas, mezclas arena – limo. SC: Arenas arcillosas, mezclas arena – arcilla. ML: Limos inorgánicos y arenas muy finas, polvo de roca, limo arcilloso, poco plástico, arenas finas limosas, arenas finas arcillosas. CL: Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a media, arcillas gravosas, arcillas arenosas, arcillas limosas, arcillas magras (pulpa) OL: Limos orgánicos, arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad. MH: Limos inorgánicos, suelos limosos o arenosos finos micáceos o diatomáceos (ambiente Marino, naturaleza orgánica silícea), suelos elásticos. CH: Arcillas inorgánicas de alta plasticidad, arcillas gruesas. OH: Arcillas orgánicas de plasticidad media a alta, limos orgánicos. Pt: Turba (carbón en formación) y otros suelos altamente orgánicos.
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1.2. SISTEMA DE CLASIFICACION AASHTO
Este es el sistema del Departamento de Caminos de U.S.A., introducido en 1929 y adoptado por la “American Association of State Highway Official” entre otras. Es de uso especial para la construcción de vías, en especial para manejo de terraplenes. Los grupos de suelos son 7, subdivididos en otros más (para llegar a 12).
MECANICA DE SUELOS I
2. OBJETIVOS:
Determinar el peso volumétrico que tiene un determinado suelo e interpretar
este valor.
Apreciar los diferentes datos obteniendo un promedio y así la veracidad de los
diferentes ensayos de laboratorio.
Sacar las conclusiones necesarias sobre el tipo de suelo presente en el lugar de
trabajo.
3. MATERIALES:
Para la determinación del peso volumétrico en laboratorio por método tradicional, es
por medio del parafinado de la muestra y se utiliza los siguientes materiales:
Muestra se suelo
Balanza (con precisión 0.01g )
Cocina eléctrica
Parafina
Probeta
Pipeta
Balanza
Parafina
Muestra se suelo
Probeta
MECANICA DE SUELOS I
4. PROCEDIMIENTO:
El ensayo de peso volumétrico, por ende tiene que realizarse con la muestra
recién sacada de la calicata, si en caso quieres conservar la humedad natural se
debe llevar bolsas de plástico para conservar la humedad para evitar la
evaporación del suelo y se pierda el contenido real de humedad del suelo y esto
cambiaría el peso específico real de la muestra.
Teniendo la muestra en estado natural y protegiendo que se evapore, se
procedió a cortar la muestra en pequeños trozos en forma de cubo.
Pesamos en la balanza las taras vacías, el cual fueron 3, se anotaron dichos
valores en cuadro de datos.
Después se pasó a extraer partes de la muestra de suelo en 3 porciones
pequeñas en forma de cubo ..
Luego pesamos cada uno de los pequeños cubos de las muestra de suelo,
en nuestro caso fueron tres muestras representativas.
Luego pasamos a parafinar cada uno de los pequeños cubos de muestra.
Luego volvimos a pesar cada una de las muestras y parafinadas.
Después llenamos de agua la probeta hasta una cierta cantidad para luego
sumergir una por una las muestras de suelo ya parafinadas.
Luego anotamos cuanto aumento el volumen del agua cuando se le
sumergió las muestras una por una, así como el principio de Arquímedes.
Luego por el principio de Arquímedes calculamos en volumen de la muestra
más la parafina.
5. CÁLCULOS:
Se hicieron tres ensayos para luego sacar un promedio, esto disminuye el error
cometido al momento de pesar las muestras y así obteniéndose un resultado
más real.
El peso volumétrico está dado por la siguiente fórmula:
𝛅𝐦 = 𝐖𝐦
𝐕𝐦
Dónde:
δm = peso volumétrico de la muestra
Wm = peso de la muestra
Vm = volumen de la muestra
MECANICA DE SUELOS I
PESO VOLUMETRICO
Datos tomados en el laboratorio:
Peso de la muestra (en Kg)
Peso de la muestra+ parafina (en Kg)
Volumen de agua inicial en la probeta (en ml)
Volumen de agua final en la probeta (en ml)
MUESTRAS Peso de la
muestra (en Kg)
Peso de la
Parafina +
Muestra (en Kg)
Volumen de agua inicial en la probeta (m3)
Volumen de agua final en
la probeta(m3)
1 0.0880 0.0975 0.6 m3 0.660 m3
2 0.0886 0.0946 0.6 m3 0.652 m3
3 0.0557 0.0595 0.6 m3 0.633 m3
Peso de la Muestra se suelo N° 1, 2, 3
Peso de la Muestra se suelo parafinada N° 1, 2, 3
MECANICA DE SUELOS I
Hallando:
Peso de la parafina en la muestra N° 1,2,3
Peso de la parafina =peso de la muestra + parafina – peso de la
muestra
Volumen de la parafina de la muestra N° 1,2,3
Volumen de la parafina=peso de la parafina N° 1, 2,3 / densidad de la
parafina
Volumen de la muestra N° 1,2,3
Volumen de la muestra= Volumen de la parafina + muestra – (volumen
de la parafina)
MUESTRA Peso de la
parafina
(Kg)
Densidad de la parafina
(Kg/m3)
Volumen de
la parafina
(m3)
Volumen desplazado
(m3)
Volumen de la
muestra (m3)
1 0.0095 870 0.0000109 0.060 0.0599891
2 0.0060 870 0.0000069 0.052 0.0519931
3 0.0038 870 0.0000044 0.033 0.0329956
Finalmente para hallar el peso volumétrico del suelo sacamos el promedio de cada uno
de las muestras 1, 2, 3.
Muestra N° Peso volumétrico (Kg/m3) Promedio del peso volumétrico (Kg/m3)
1 1.4669332 1.6197031 2 1.7040723
3 1.6881039
MECANICA DE SUELOS I
6. OBSERVACIONES:
En la mayoría de los casos, el tamaño y volumen de la muestra varía
Dependiendo de la porción de suelo que usemos para el ensayo. Por ejemplo
una muestra N° 1, 2,3 son de diferente taño y forma, así que tendremos mucho
cuidado al momento de pesarlas para no equivocarnos en los cálculos.
7. CONCLUSIONES:
Con el peso volumétrico obtenido, nos podemos hacer una idea de que el
suelo de la muestra es un terreno un tanto sólido y resistente a la
compresión.
En esta práctica con el peso volumétrico nos damos cuenta de qué tanto peso
nuestra muestra por m3puede ser un agregado fino y qué tanto espacio
vacío tiene (poros). Cualquier cantidad de agua que se encuentre en la
superficie de los agregados contribuirá a aumentar el agua de la mezcla y
ocupará un volumen más del de las partículas del agregado.
El trabajo experimental complementa nuestros conocimientos teóricos e
incrementa nuestras perspectivas gracias a la experiencia tenida en el
laboratorio todo lo que aprendemos lo volvemos aplicativo.
8. RECOMENDACIONES:
Si deseas conservar la humedad natural de tu muestra se deberá ensayar en
el menor tiempo posible de sacado la muestra y se tendrá que traerla en
bolsas de plástico térmicas que conserven la humedad del suelo.
Analizar nuestro resultado obtenido en laboratorio en nuestro caso decimos
que nuestro suelo es de este tipo (suelo de textura fina), debido que absorbe
demasiada agua y no es óptimo para su uso en obra.
BIBLIOGRAFIA:
JUAREZ BADILLO (MECANICA DE SUELOS)
http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_labor
atorio/pesovolumetrico.pdf.
http://es.scribd.com/doc/5364042/ensayo-de-humedad
MECANICA DE SUELOS I
ANEXOS:
MECANICA DE SUELOS I
Pesando las
muestras
parafinadas
Llenando la
probeta hasta los
600 ml
Las muestras
parafinadas
MECANICA DE SUELOS I
La pipeta usada
para llenar la
probeta
Parafinando la
muestra
Calculando el
volumen por el
principio de
Arquímedes